تبدیل روتر وای‌فای ۷ به یک گیرنده رادیویی نرم‌افزاری با نرخ ۳۲۰ مگاسمپل بر ثانیه

پروژه جذاب w1700k-sdr روترهای وای‌فای ۷ مدل Gemtek W1700K را به یک گیرنده رادیویی نرم‌افزاری (SDR) پهن‌باند و قدرتمند تبدیل می‌کند. این مخزن گیت‌هاب که توسط کاربری به نام h0m3us3r توسعه یافته است، به مهندسین اجازه می‌دهد بدون نیاز به سخت‌افزارهای گران‌قیمت آزمایشگاهی، به یک گیرنده با پهنای باند وسیع و نرخ نمونه‌برداری بالا دسترسی داشته باشند.

پس‌زمینه و ایده اصلی

تجهیزات رادیویی نرم‌افزاری یا همان SDRها معمولاً قیمت بالایی دارند، به‌ویژه اگر قرار باشد پهنای باندهای وسیع در فرکانس‌های بالا را پوشش دهند. از سوی دیگر، چیپست‌های مدرن وای‌فای از فرکانس‌های بالا و پهنای باند زیادی پشتیبانی می‌کنند. توسعه‌دهنده این پروژه پیش‌تر نیز توانسته بود با استفاده از میکروکنترلر ESP32 یک SDR ارزان‌قیمت بسازد. اکنون با این پروژه جدید، پای سخت‌افزارهای وای‌فای ۷ به دنیای پردازش سیگنال‌های رادیویی باز شده است.

جزئیات فنی و معماری

این سیستم از اجزای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری زیر تشکیل شده است:

• تراشه رادیویی MT7996: مسئولیت دریافت داده‌های خام ۱۴ بیتی IQ با نرخ تا ۳۲۰ Msps (مگاسمپل بر ثانیه) را بر عهده دارد.
• پردازنده مرکزی AN7581: داده‌ها را از طریق یک با حلقه (Ring Buffer) در حافظه DRAM پردازش کرده و بسته‌های داده را به صورت UDP بدون کپی (Zero-copy) روی پورت ۱۰ GbE اترنت ارسال می‌کند.
• فریم‌ور اختصاصی: هیچ‌کدام از کدهای مدیاتک در این بخش اجرا نمی‌شوند. فریم‌ور سفارشی شامل یک پچ ROM و برنامه‌های WM و WA است که رادیو را از حالت بوت بالا آورده و دستوراتی نظیر تنظیم فرکانس (LO)، نرخ نمونه‌برداری و گین را از میزبان (Host) دریافت می‌کند.
• سمت هاست (Host): ابزارهایی نظیر w1700k-stream داده‌ها را دریافت کرده و در حافظه مشترک قرار می‌دهند، در حالی که w1700k-spectrum با انجام محاسبات FFT روی ۲۶۲,۱۴۴ نقطه، خروجی زنده آبشاری و طیفی را در مرورگر وب به نمایش می‌گذارد.

نحوه راه‌اندازی و استفاده

برای استفاده از این پروژه به یک روتر سازگار، کابل سریال برای اتصال به پورت کنسول و یک کارت شبکه ۱۰ گیگابیتی بر روی سیستم میزبان نیاز دارید. با دستورات زیر می‌توانید همeth راه‌اندازی و فریم‌ور را کامپایل کنید:

make
sudo init/host/link up IFACE
init/install
host/stream/build/w1700k-stream &
host/spectrum/build/w1700k-spectrum --controller "host/bin/w1700k serve" --listen 0.0.0.0:8073

سپس با باز کردن آدرس http://HOST:8073/ در مرورگر، می‌توانید طیف فرکانسی را به صورت زنده مشاهده کنید.

چرا این پروژه در هکر نیوز مورد توجه قرار گرفت؟

این پروژه امتیاز بالایی در هکر نیوز دریافت کرده است. کاربران به نکات زیر اشاره کرده‌اند:

• قیمت و کارایی: هیچ روش ارزان‌قیمت دیگری برای دستیابی به گیرنده ۳۲۰ مگاسمپلی در محدوده فرکانسی ۵ گیگاهرتز با این کیفیت وجود ندارد.
• پتانسیل سخت‌افزاری: برخی کاربران اشاره کرده‌اند که این فریم‌ور احتمالاً روی بردهای مشابه نظیر Banana Pi R4 نیز قابل اجراست.
• جنبه امنیتی و نظارتی: بحث‌هایی پیرامون استفاده از رادیوهای نرم‌افزاری و محدودیت‌های قانونی یا سخت‌افزاری سازندگان گوشی‌ها و تجهیزات مخابراتی شکل گرفته است.

در یک نگاه

• زبان اصلی: C
• نوع مجوز: MIT به همراه بخش‌هایی تحت GPL
• کاربرد اصلی: تبدیل روتر وای‌فای ۷ به اسکنر و گیرنده پهن‌باند رادیویی
• نرخ نمونه‌برداری: تا ۳۲۰ Msps (و ۶۴۰/۲ Msps در باند دوم)
• خروجی: رابط وب برای نمایش طیف و آبشار فرکانسی (Waterfall)